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茂矽丨打破技術壟斷 FS工藝技術IGBT推動新能源汽車電驅系統(tǒng)發(fā)展

2022-07-14
來源:工采網電子元件

近年來世界能源消耗加劇以及電力需求的不斷增加,,大力開發(fā)新型電力電子器件已成為新趨勢,。隨著科技的不斷進步,,所有的電力電子器件都有了飛速的發(fā)展,,而在這些電力電子器件中發(fā)展速度最快的無疑是IGBT;


  

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IGBT具有耐壓高,、導通壓降低,、驅動電路簡單、高頻率,、易于開關等優(yōu)良性能,,適用于直流電壓為600V及以上的變流系統(tǒng)如:UPS電源、光伏逆變器,、充電樁,、BMS、儲能,、變頻器,、照明電路、牽引傳動等領域,。


  

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    隨著以MOSFET,、IGBT為代表的電壓控制型器件的出現(xiàn),電力電子技術便從低頻迅速邁入了高頻電力電子階段,,并使電力電子技術發(fā)展得更加豐富,,同時為高效節(jié)能,、省材 、新能源,、自動化及智能化提供了新的機遇,。

  IGBT/wafer將MOSFET和GTR的優(yōu)點集于一身,既有輸入阻抗高,、速度快、熱穩(wěn)定性好,;電壓驅動(MOSFET 的優(yōu)點,,克服GTR缺點);又具有通態(tài)壓降低,,可以向高電壓,、大電流方向發(fā)展(GTR的優(yōu)點,克服MOSFET的缺點)等綜合優(yōu)點,,因此IGBT發(fā)展很快,,在開關頻率大于1KHz,功率大于5KW的應用場合具有優(yōu)勢,。


  IGBT的結構多種多樣分為穿通型,,非穿通型,劃分依據(jù)為:臨界擊穿電壓下P base-N drift結耗盡層的擴展是否穿透了N-基區(qū),;

  技術層面:

  IGBT芯片經歷了一系列的迭代過程從PT技術向NPT技術,,再到現(xiàn)在FS技術的升級,使芯片變薄,,降低了熱阻,,并提升了Tj;

  IEGT,、CSTBT和MPT的引入,;持續(xù)降低了Vce,并提高了功率密度,;通過表面金屬及鈍化層優(yōu)化,,可滿足車用的高可靠性要求。

  FS工業(yè)技術簡介:

  FS工藝它同時具有PT-IGBT和NPT-IGBT的優(yōu)點,,至今一直居于主導地位,;由工采網代理的臺灣茂矽IGBT晶圓片均采用了FS技術。


  FS生產工藝以輕摻雜N- 區(qū)熔單晶硅作為起始材料,,完成正面元胞制作之后再進行背面工藝,。在硅片減薄之后,首先在硅片的背面注入磷,,形成N+ buffer, 最后注入硼,,形成P+ collector, 激活雜質后再淀積金屬鋁,。

  FS相對于NPT而言,背面增加了N型注入,、硅片更薄,,硅片在加工過程中的碎片率上升。更薄的N-區(qū)電阻小,,使VCESAT更低,;更薄N-層導通時存儲的過剩載流子總量少,使關斷時間及關斷損耗減少,。


  IGBT晶圓片具有小尺寸,、高功率密度、低成本,、高可靠性等諸多優(yōu)點,,不同電壓可作用于:

  1、600V逆導型FS-IGBT主要應用于消費電子,,白色家電,,汽車電子等中低壓消費領域。

  2,、600-1700V可應用于:EV/HEV ,、馬達電機相關應用、工業(yè)控制/變頻,、白色家電,、光伏系統(tǒng)、UPS

  3,、高壓1700v-6500v下可應用于:軌道運輸,、電網、風電系統(tǒng)


  強強聯(lián)手臺灣茂矽電子IGBT晶圓產品7月正式在ISweek工采網上架,,其推出的三款FS工藝6寸1200V IGBT晶圓片:1,、25A/P81MV020NL0011P;2,、40A/P81MV022NL0013P,; 3、15A/P81MV023NL0014P,;都具備1200V壕溝和現(xiàn)場停止技術,、低開關損耗、正溫度系數(shù),、簡單的平行特性,。



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